Hierro briqueteado mediante moldeo en caliente y proceso para producir el mismo.

Hierro briqueteado en caliente que comprende una pluralidad de partículas de hierro reducido que se unen entre sí mediante conformación en caliente,

donde cada una de las partículas de hierro reducido tiene una región superficial que tiene un contenido en carbono promedio de un 0,1 a un 2,5 % en masa y una región central que se encuentra en el interior de la región superficial y que tiene un contenido en carbono promedio más alto que el de la región superficial, donde dicha región superficial es una región desde la superficie de la partícula de hierro reducido hasta una profundidad de 5 mm.

Hierro briqueteado mediante moldeo en caliente y proceso para producir el mismo

La presente invención se refiere a una técnica para producir hierro briqueteado en caliente (puede abreviarse a "HBI" en lo sucesivo en el presente documento) usando hierro reducido que se obtiene mediante la reducción por calentamiento de aglomerados en los que se ha incorporado un material carbonoso y, en particular, a un HBI adecuado como un material en bruto que va a cargarse en un horno alto y un método para producir el mismo.

El HBI ha atraído la atención como un material en bruto que va a cargarse en un horno alto que puede hacer frente a los problemas tanto de la reciente tendencia a unas operaciones de relación de colada más alta como de la reducción de la emisión de CO2 (consúltese, por ejemplo, el documento no de patente 1).

No obstante, el HBI convencional se produce mediante conformación en caliente del así denominado hierro reducido a base de gas (el hierro reducido puede abreviarse a "DRI" en lo sucesivo en el presente documento) que se produce mediante la reducción de gránulos caldeados con alta calidad de hierro, que se usa como un material en bruto, con un gas reductor que se produce mediante la reformación de gas natural. Por lo tanto, el HBI a base de gas convencional se usa como un material en bruto alternativo a las chatarras en hornos eléctricos, pero tiene un problema durante el uso práctico debido a su alto coste como un material en bruto para hornos altos.

Por otro lado, recientemente se ha desarrollado una técnica para producir el así denominado DRI a base de carbón mediante la reducción, en una atmósfera de alta temperatura, de un material sin procesar de hierro de baja calidad con aglomerados en los que se ha incorporado un material carbonoso, que contienen carbón económico como un reductor, y se ha adelantado una aplicación práctica de la técnica (consúltese, por ejemplo, el documento del patente 1). El DRI a base de carbón contiene grandes cantidades de contenido en ganga (contenido en escoria) y de contenido en azufre (consúltense el ejemplo 2 y la tabla 7 que se describen en lo sucesivo) y, por lo tanto, es inadecuado para cargarse directamente en un horno de arco eléctrico. Como contraste, cuando el DRI a base de carbón se usa como un material en bruto que va a cargarse en un horno alto, grandes cantidades de contenido en escoria y de contenido en azufre no son un problema tan importante. Además, el DRI a base de carbón tiene una cualidad de que este puede producirse con un bajo coste en comparación con el HBI convencional.

No obstante, con el fin de usar el DRI a base de carbón como un material en bruto que va a cargarse en un horno alto, se requiere que el DRI tenga la suficiente resistencia para resistir la carga en un horno alto. El DRI a base de carbón se produce usando un material carbonoso incorporado como un reductor y, por lo tanto, tiene una alta porosidad y un alto contenido de carbono residual en comparación con el DRI a base de gas. Por lo tanto, el DRI a base de carbón tiene una resistencia más baja que la del DRI a base de gas (consúltense el ejemplo 2 y la tabla 7 que se describen en lo sucesivo). En consecuencia, existe una condición en la que, con el fin de usar directamente el DRI a base de carbón como un material en bruto que va a cargarse en un horno alto, la cantidad del material carbonoso mezclado se disminuye para disminuir extremadamente el contenido de carbono residual en el DRI (puede abreviarse a "contenido en carbono" (contenido en C) en lo sucesivo en el presente documento), y la resistencia se asegura incluso por el sacrificio de la metalización (consúltese la figura 3 del documento no de patente 2). Además, al igual que el DRI a base de gas, el DRI a base de carbón se re-oxida fácilmente y, por lo tanto, no tiene resistencia a la intemperie. Por lo tanto, el DRI a base de carbón tiene un problema de ser inadecuado para un almacenamiento a largo plazo y un transporte de larga distancia.

Documento no de patente 1: Y Ujisawa, y col. Iron & Steel, vol. 92 (26), N° 1, págs. 591-6 Documento no de patente 2: Takeshi Sugiyama y col. "Dust Treatment by FASTMET (R) Process", Resource Material (Shigen Sozai) 21 (Sapporo), 24-25 de septiembre de 21, 21 Autumn Joint Meeting of Resource Materials-Related Society (Shigen Sozai Kankeigaku Kyokal)

Documento de patente 1: Publicación de solicitud de patente no examinada de Japón con N° 21-181721

La presente invención se ha conseguido en consideración de la situación que se ha mencionado en lo que antecede, y un objeto de la presente Invención es la provisión de hierro briqueteado en callente económico que tiene resistencia como un material en bruto que va a cargarse en un horno alto y resistencia a la intemperie. Otro objeto de la presente invención es la provisión de un método para producir el hierro briqueteado en caliente.

Con el fin de conseguir los objetos, el hierro briqueteado en caliente en un aspecto de la presente invención Incluye una pluralidad de partículas de hierro reducido que se unen entre sí mediante conformación en caliente, teniendo las partículas de hierro reducido una región superficial que tiene un contenido en carbono promedio de un ,1 a un 2,5 % en masa y una región central que se encuentra en el interior de la región superficial y que tiene un contenido en carbono promedio más alto que el de la región superficial, donde dicha región superficial es una región desde la superficie de la partícula de hierro reducido hasta una profundidad de 5 mm.

Con el fin de conseguir los objetos, un método para producir hierro briqueteado en caliente en otro aspecto de la presente invención incluye una etapa de aglomeración de granular aglomerados en los que se ha incorporado un material carbonoso, que contienen un contenido en óxido de hierro y un material carbonoso, y siendo la relación de

mezcla del material carbonoso en los aglomerados de un 1 a un 26 %, una etapa de reducción por calor de reducir por calor los aglomerados en los que se ha incorporado el material carbonoso en un horno de reducción a una temperatura atmosférica de 125 a 14 °C durante un tiempo de retención de 8 a 3 minutos, para producir unas partículas de hierro reducido que tienen un contenido en carbono promedio de un ,1 a un 2,5 % en masa en una región superficial y un contenido en carbono promedio más alto en una región central que el de la región superficial, una etapa de descarga de descargar una pluralidad de partículas de hierro reducido del horno de reducción, y una etapa de conformación en caliente de moldear por compresión la una pluralidad de las partículas de hierro reducido que se descargan del horno de reducción con una máquina de conformación en callente.

[Figura 1] La figura 1 es un diagrama de flujo que muestra los esquemas generales de un flujo de producción de HBI de acuerdo con una realización de la presente invención.

[Figura 2] La figura 2 es una gráfica que muestra una relación entre el tamaño de partícula y la resistencia a la compresión del DRI a base de carbón.

[Figura 3] La figura 3 es una gráfica que muestra una relación entre el contenido en C y la resistencia a la compresión del DRI a base de carbón.

[Figura 4] La figura 4 es una gráfica que muestra una relación entre el grado de metalización y la tasa de producción del DRI a base de carbón en un horno de solera rotatoria.

[Figura 5] La figura 5 es una gráfica que muestra una relación entre el contenido en C y la resistencia frente a caída de HBI a base de carbón.

[Figura 6] La figura 6 es una gráfica que muestra una relación entre la metalización y la resistencia frente a caída de HBI a base de carbón.

[Figura 7] La figura 7 es un dibujo que muestra una macroestructura de una sección de HBI a base de carbón. [Figura 8] La figura 8 es una gráfica que muestra cambios con el tiempo de la metalización en una prueba a la intemperie.

[Figura 9] La figura 9 es una gráfica que muestra la Influencia de una temperatura de conformación sobre la resistencia a la compresión de HBI a base de carbón.

[Figura 1] La figura 1 es un dibujo que muestra una distribución de contenido en carbono en el DRI, en la que (a) muestra el DRI a base de gas y (b) muestra el DRI a base de carbón.

En primer lugar, se describe la posibilidad de briquetación en caliente de DRI a base de carbón. Se requiere que un material en bruto que va a cargarse en un horno alto tenga la suficiente resistencia para resistir la carga en un horno alto. Por lo tanto, para el fin de Impartir la resistencia necesaria como un material en bruto que va a cargarse, el DRI a base de carbón puede aglomerarse para dar briquetas mediante conformación... [Seguir leyendo]

1. Hierro briqueteado en caliente que comprende una pluralidad de partículas de hierro reducido que se unen entre sí mediante conformación en caliente, donde cada una de las partículas de hierro reducido tiene una región superficial que tiene un contenido en carbono promedio de un ,1 a un 2,5 % en masa y una región central que se encuentra en el interior de la región superficial y que tiene un contenido en carbono promedio más alto que el de la región superficial, donde dicha región superficial es una región desde la superficie de la partícula de hierro reducido hasta una profundidad de 5 mm.

2. El hierro briqueteado en caliente de acuerdo con la reivindicación 1, donde la región superficial es una región desde la superficie de la partícula de hierro reducido hasta una profundidad de 3 mm.

3. El hierro briqueteado en caliente de acuerdo con la reivindicación 1 o 2, donde el contenido en carbono promedio de la totalidad de la reglón de la partícula de hierro reducido es de un 1, a un 5, % en masa.

4. El hierro briqueteado en caliente de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, donde el grado de metalización de las partículas de hierro reducido es de un 8 % o más.

5. Un método para producir hierro briqueteado en caliente que comprende:

una etapa de aglomeración de granular aglomerados en los que se ha incorporado un material carbonoso, conteniendo los aglomerados un contenido en óxido de hierro y un material carbonoso, y siendo la relación de mezcla del material carbonoso en los aglomerados de un 1 a un 26 %;

una etapa de reducción por calor de reducir por calor los aglomerados en los que se ha incorporado el material

carbonoso en un horno de reducción a una temperatura atmosférica de 125 a 14 °C durante un tiempo de

retención de 8 a 3 minutos, para producir unas partículas de hierro reducido que tienen, cada una, un contenido

en carbono promedio de un ,1 a un 2,5% en masa en una región superficial y un contenido en carbono

promedio en una reglón central, que es más alto que el de la región superficial;

una etapa de descarga de descargar las partículas de hierro reducido del horno de reducción; y

una etapa de conformación en caliente de moldear por compresión la pluralidad de las partículas de hierro

reducido que se descargan del horno de reducción con una máquina de conformación en caliente.

6. El método para producir hierro briqueteado en caliente de acuerdo con la reivindicación 5, donde en la etapa de conformación en caliente, las partículas de hierro reducido que se descargan se moldean por compresión sin enfriarse de manera sustancial.

7. El método para producir hierro briqueteado en caliente de acuerdo con la reivindicación 5 o 6, donde en la etapa de aglomeración, el contenido en óxido de hierro y el material carbonoso se mezclan con una relación tal que el contenido en carbono promedio de la totalidad de la región de las partículas de hierro reducido es de un 1, a un 5, % en masa.

8. El método para producir hierro briqueteado en caliente de acuerdo con la reivindicación 5 o 6, donde en la etapa de reducción por calor, los aglomerados en los que se ha incorporado el material carbonoso se reducen por calor bajo una condición en la que el contenido en carbono promedio de la totalidad de la región de las partículas de hierro reducido es de un 1, a un 5, % en masa.

9. El método para producir hierro briqueteado en caliente de acuerdo con la reivindicación 5 o 6, donde en la etapa de aglomeración, el contenido en óxido de hierro y el material carbonoso se mezclan con una relación tal que el grado de metalización de las partículas de hierro reducido es de un 8 % o más.

1. El método para producir hierro briqueteado en caliente de acuerdo con la reivindicación 5 o 6, donde en la etapa de reducción por calor, los aglomerados en los que se ha incorporado el material carbonoso se reducen por calor bajo una condición en la que el grado de metalización de las partículas de hierro reducido es de un 8 % o más.

11. El método para producir hierro briqueteado en caliente de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 5 a

1, donde en el momento de finalización de la etapa de reducción por calor, se cambia el grado de oxidación de una atmósfera de gas en el horno de reducción.

12. El método para producir hierro briqueteado en caliente de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 5 a

11, donde después de la etapa de descarga, las partículas de hierro reducido que se descargan se ponen en contacto con un gas oxidante.